Авиация и Время 2005 01

Горячие дискуссии разгорелись в отношении внешнего облика и конструктивных особенностей орбитального корабля (ОК). Предложенный НПО .«Энергия» ответ на американский вызов сначала выглядел следующим образом: достаточно традиционная схема, включающая двухступенчатый носитель РЛА-130В, создаваемый на базе РЛА-120, в верхней части которого размещался многоразовый корабль такой же грузоподъемности, как и «Шаттл». Он должен был состоять из трех частей: носовой (конической) с кабиной экипажа и рулевыми двигателями, средней (цилиндрической) с объемистым грузовым отсеком и кормовой с двигателями довыве-дения, орбитального маневрирования и топливом для них. В атмосферу аппарат должен был входить вперед носом, с некоторым углом атаки, достаточным, чтобы получить аэродинамическое качество для скользящего управляемого спуска. Посадка предполагалась с использованием парашютов и твердотопливных тормозных двигателей, на выдвижные опоры-амортизаторы. Как видим, у аппарата отсутствовало крыло, что было одновременно и значительным преимуществом этой схемы, и ее главным недостатком. С одной стороны, большую часть полета крыло оставалось паразитной массой, а с другой - его отсутствие делало дальность бокового маневра при спуске очень малой. Проблему пытались решить, придав кораблю в сечении треугольную форму, однако это была полумера. Таким образом, схема однокилевой бесхвостки с крылом переменной стреловидности по передней кромке напрашивалась. Лозино-Лозинский при поддержке ЦАГИ настаивал на применении схемы ОК, исследованной во время работ по теме «Спираль». Но решающим фактором стали не собственные достижения, а давившее ощущение отставания от американцев. Отдел, занимавшийся кораблем в НПО «Энергия», который возглавлял П.В. Цыбин, предложил придать ОК облик «Шаттла», что давало возможность сэкономить время и значительно уменьшить технический риск. Совет главных конструкторов большинством голосов, практически без обсуждения с этим согласился.

Первоначальный вариант советского «Челнока» почти полностью повторял американский аналог включая размещение на нем двигателей 2-й ступени, что гарантировало их повторное использование. Однако против этого категорически возражал Глушко. В результате двигатели остались на ракете, что позволило создать независимый от орбитального корабля носитель Так определились основные черты будущей системы. Корабль вырисовывался очень похожим на заокеанского визави, но выглядел более изящным, без характерного «толстого зада» с маршевыми двигателями.

17 февраля 1976 г вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР №132-51 «О создании МКС в составе разгонной ступени, орбитального самолета, межорбитального буксира-корабля, комплекса управления системой, стартово-посадочного и ремонтно-восстановительного комплексов и других наземных средств, обеспечивающих выведение на северо-восточные орбиты высотой 200 км полезных грузов массой до 30 т и возвращение с орбиты грузов массой до 20 т». Именно этот документ дал старт официальным работам по УРКТС, изначально получившей название «Буран», которое позднее перешло только к кораблю. Головным разработчиком системы стало НПО «Энергия», аавиа-прому отводилось лишь создание ОК. К сожалению, после этого решения тема «Спираль» оказалась словно бы лишней, В справке для ЦК КПСС ее разработчики попытались убедить руководство страны в том, что затраченные на «Спираль» около 75 млн, рублей позволили получить научно-технический задел для создания системы, альтернативной по концепции американской, и отработанные решения не должны пропасть. Однако судьба этой темы была предрешена, и ее в конце концов закрыли. Обычно в публикациях, рассказывающих об этой истории, авторы сетуют на неумение тогдашнего руководства страны предвидеть перспективы развития техники, безоглядную ориентацию на чужой опыт в ущерб здравому смыслу и т.п. Все это так, однако необходимо учитывать, что положение в экономике СССР уже было весьма не простое, и страна не располагала ресурсами для одновременного развития нескольких грандиозных космических программ. Даже очень богатые США отказались от более легкой системы Dyna Soar, когда занялись «Шаттлом».

Ракетные двигатели РД-170 и РД-0120

С принятием решения по облику орбитального корабля окончательно определились требования к ракете-носителю и системе в целом. За основу решили взять проект РЛА-120 с подвеской корабля сбоку между ускорителями 1 -й ступени. Некоторые специалисты предлагали применить для ускорителей двигатели на твердом топливе, как у «Шаттла», мотивируя это их более высокой надежностью. Конструктивно такой двигатель по сравнению с ЖРД более прост, и обеспечить его многократное использование также проще. Возможно, именно поэтому в США пошли по такому пути. Каждый твердотопливный ускоритель (ТТУ) первой ступени «Шаттла» развивает огромную тягу - порядка 1315 тс! Это две громадные «пороховые бочки» длиной более 45 м и диаметром 3,7 м, начиненные по 503 т топлива. Многократность их использования (до 20 полетов) обеспечивается, благодаря приводнению в океане на парашютах. Но за кажущейся простотой ТТУ скрывается их существенный недостаток - невозможность отключения даже в аварийной ситуации, пока не выгорит все топливо. Именно этот приведенный В.П. Глушко аргумент стал решающим для принятия решения об использовании на 1-й ступени советской ракеты ЖРД.

Начиная с 1974 г, в коллективе Глушко велось проектирование экологически чистых кислородно-керосиновых маршевых двигателей РД-170 и РД-171. которые предполагалось использовать на ракетах серии «РЛА». В ноябре 1976 г. был разработан эскизный проект самого мощного в мире жидкостного ракетного двигателя РД-170 со следующими характеристиками: тяга на земле - 740 тс, в пустоте - 806,4 тс; удельный импульс* на земле - 309,3 с, в пустоте - 337 с: давление в камере сгорания - 250 атм., в газогенераторе - до 583 атм., мощность турбонасосного агрегата - более 250 000 л. с. Если ранее характеристики новых ЖРД росли довольно плавно, то при переходе к РД-170 произошел их скачок: тяга увеличилась в 5 раз, мощность турбонасосного агрегата - в 10. Однако имевшегося научно-технического задела оказалось недостаточно для быстрого воплощения задуманного в жизнь, и потребовалось почти 8 лет, чтобы довести двигатель до стендовых огневых испытаний. Одной из основных конструктивных особенностей РД-170 стало наличие четырех камер, качающихся в двух плоскостях, и двух газогенераторов, работающих на одну турбину.Такое решение позволило как бы объединить в одном двигателе четыре, каждый из которых развивал тягу 185 тс, близкую к параметрам более ранних и уже отработанных изделий (около 150 тс). Разработчики РД-170 предусмотрели возможность не менее, чем двадцатикратного его использования, с учетом межполетных огневых проверок. Гарантированный запас работоспособности двигателя перед последним применением должен составлять не менее 5 включений, необходимых для одного полета. По состоянию на 1 января 1991 г было проведено 804 огневых испытания РД-170 общей продолжительностью 93300 с, в том числе 22 двигателя прошли успешные летные испытания в составе ракет-носителей «Зенит» и «Энергия»**.